Charakterizace nerozlíšené emise v Chandra Deep Field-South

Bc. Kateřina Svačinková

Master's thesis

Characterising the unresolved emission in the Chandra Deep Field-South

Abstract:

Chandra Deep Field-South (CDFS) nabízí jedinečný pohled na difúzní rentgenové záření, hlavně v měkkých vlnových délkách. Tepelná emise dominuje této oblasti spektra. Skládá se za prvé z vyzařujícího plazmatu v blízkosti Slunce nazývaného místní horká bublina. Přítomno je také záření pocházející z galaktického hala. Galaktické halo je složitý systém a jeho plazma je v několika teplotních stavech. Konkrétně v horké fázi vyzařující na vlnových délkách rentgenového záření jsou přítomny dvě různé teploty. Naším cílem je porovnat, jaké rozložení teplot je zodpovědné za měkkou emisi v oblasti Chandra Deep Field-South. Chceme určit, zda je spektrum charakterizováno jednoteplotním, dvouteplotním nebo tříteplotním modelem. Je prezentována analýza spekter ze snímků CDFS získaných dalekohledem Chandra po odstranění všech rozlišených bodových zdrojů. Zjistili jsme, že třetí teplotní složka představující teplejší fázi cirkumgalaktického média a tepelnou emisi z místní horké bubliny nejsou v našem spektru přítomny. Komponenta místní bubliny pravděpodobně v oblasti CDFS je, ale vzhledem k nedostatečné citlivosti dalekohledu Chandra v oblasti maxima jejího záření však nelze přesně určit její teplotu. Proto lze nerozlišenou emisi měkkého rentgenového záření v našem CDFS spektru popsat jednoteplotním modelem pocházejícím z galaktického hala a mocninnou závislostí extragalaktického původu.

Abstract:

Chandra Deep Field-South (CDFS) offers a unique view of diffuse X-ray emission, mainly in the soft X-ray waveband. Thermal emission dominates this region of the spectrum. Firstly, it consists of a radiating plasma near the Sun called the Local Hot Bubble (LHB). Radiation originating from the Galactic halo is also present. The Galactic halo is a complex system, and its plasma is in multiple temperature states. Specifically, two different temperatures are present in the hot phase emitting at X-ray wavelengths. Our goal is to compare what temperature distribution is responsible for the soft emission in the Chandra Deep Field-South region. We want to determine whether the spectrum is characterized by a one-temperature, two-temperature, or three-temperature model. The analysis of spectra from CDFS images obtained with the Chandra telescope, after removing all resolved point sources, is presented. We found that the third temperature component representing the hotter phase of the circumgalactic medium and thermal emission from the Local hot bubble are not present in our spectrum. The LHB component is probably in the CDFS region. However, due to the insufficient sensitivity of the Chandra telescope in the region of maximum LHB radiation, its temperature cannot be precisely determined. Therefore, the unresolved soft X-ray emission in our CDFS spectrum can be described by a one-temperature model originating from the Galactic halo and by power law dependence of extragalactic origin.

Keywords

Chandra Deep Field-South, rentgenová spektroskopie, Galaxie, CIAO software, SPEX, Rentgenová observatoř Chandra, X-ray spectroscopy, Galaxy, Chandra X-ray observatory

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 3. 1. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 8. 2. 2023
• Supervisor: prof. Mgr. Norbert Werner, Ph.D.
• Reader: Mgr. Filip Hroch, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Astrophysics